ES2906584T3 - Sistema de control de fuerza de bajada en un implemento agrícola - Google Patents

Sistema de control de fuerza de bajada en un implemento agrícola Download PDF

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ES2906584T3 ES20179210T ES20179210T ES2906584T3 ES 2906584 T3 ES2906584 T3 ES 2906584T3 ES 20179210 T ES20179210 T ES 20179210T ES 20179210 T ES20179210 T ES 20179210T ES 2906584 T3 ES2906584 T3 ES 2906584T3
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Jason Stoller
Kent Levy
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Abstract

Un sistema de control de fuerza de bajada (400) para un implemento agrícola, que comprende un primer controlador de fuerza de bajada (100-1) que incluye un primer actuador (130) que tiene una primera cámara (136) y una segunda cámara (134), un primer colector (110) acoplado a dicho primer actuador, y una primera válvula de control de la presión (140) acoplada y soportada por dicho primer colector, estando dicha primera válvula de control de presión en comunicación de fluido con dicho primer colector y dicha primera cámara (136); un segundo controlador de fuerza de bajada (100-2) que incluye un segundo actuador (130) que tiene una tercera cámara (136) y una cuarta cámara (134), un segundo colector (110) acoplado a dicho segundo actuador, y una segunda válvula de control de presión (140) acoplada a dicho segundo colector y soportada por éste, estando dicha segunda válvula de control de presión en comunicación de fluido con dicho segundo colector y dicha tercera cámara (136); y un controlador electrónico (310), estando dicho controlador electrónico en comunicación eléctrica con dicha primera válvula de control de presión (140) y dicha segunda válvula de control de presión (140), estando configurado dicho controlador electrónico para generar una primera señal correspondiente a una presión deseada en dicha primera válvula de control de presión y una segunda señal correspondiente a una presión deseada en dicha segunda válvula de control de presión; caracterizado porque dicho primer colector está soportado por dicho primer actuador (130) y dicho segundo colector está soportado por dicho segundo actuador (130); dicho sistema de control de fuerza de bajada (400) comprende además: una manguera de suministro entre hileras (412; 414) que se extiende entre dicho primer controlador de fuerza de bajada y dicho segundo controlador de fuerza de bajada, donde dicha manguera de suministro entre hileras es soportada en un primer extremo por dicho primer controlador de fuerza de bajada (100-1), y donde dicha manguera de suministro entre hileras es soportada en un segundo extremo por dicho segundo controlador de fuerza de bajada (100-2); y una tercera válvula de control de presión (740) en comunicación de fluido con dicha segunda cámara (134) y dicha cuarta cámara (134); estando dicho controlador electrónico en comunicación eléctrica con dicha tercera válvula de control de presión (740) y estando configurado para generar una tercera señal correspondiente a una presión deseada en dicha tercera válvula de control de presión (740).

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de control de fuerza de bajada en un implemento agrícola
Antecedentes
En la operación de un implemento agrícola, como una sembradora de cultivos en hilera, es difícil mantener una “fuerza de bajada” deseada entre el suelo y las ruedas de enganche en tierra de cada unidad de hilera. Una fuerza de bajada excesiva puede causar una compactación no deseada y una pérdida de rendimiento, mientras que una fuerza de bajada insuficiente puede hacer que la unidad de hilera pierda profundidad de siembra, lo que podría provocar un fallo de emergencia. Los recientes avances en la medición y mapeado de la fuerza de bajada de los implementos han puesto de manifiesto la extrema variación espacial de la fuerza de bajada aplicada, necesaria para mantener la fuerza de bajada deseada, ya que la humedad y las propiedades del suelo cambian en todo el campo que se está sembrando. Por lo tanto, hay una necesidad en la técnica de controlar eficazmente la fuerza de bajada aplicada con una mayor granularidad espacial.
US6701857 B1 describe un sistema de control de fuerza de bajada para un implemento agrícola.
Según la invención, se proporciona un sistema de control de fuerza de bajada para un implemento agrícola como se establece en la reivindicación 1. Otras características opcionales de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1A es una vista en perspectiva de una realización de un controlador de fuerza de bajada.
La figura 1B es una vista en alzado lateral de una realización del controlador de carga aerodinámica de la figura 1A. La figura 1C es una vista en sección transversal del controlador de fuerza de bajada de la figura 1A.
La figura 2A es una vista en alzado lateral de una realización de una unidad de hilera de sembradora que incorpora el controlador de fuerza de bajada de la figura 1A.
La figura 2B es una vista en alzado lateral de una realización de una sembradora y un tractor que arrastra la unidad de hilera de la sembradora de la figura 2A a través de un campo.
La figura 3 ilustra esquemáticamente una realización de un sistema de control electrónico para controlar uno o más controladores de fuerza de bajada.
La figura 4 es una vista superior de una realización de un sistema de control de fluidos para controlar múltiples controladores de fuerza de bajada.
La figura 5 es una vista en sección transversal de otra realización de un controlador de fuerza de bajada que incluye una válvula de control de presión de elevación.
La figura 6 es una vista superior de otra realización de un sistema de control de fluidos para controlar múltiples controladores de fuerza de bajada.
La figura 7 es un esquema de fluido que ilustra una realización de un colector para controlar la presión suministrada a un controlador de fuerza de bajada.
Descripción
Controlador de fuerza de bajada
Con referencia ahora a los dibujos, en los que números de referencia similares designan partes idénticas o correspondientes a lo largo de las distintas vistas, las figuras 1A-1C ilustran una realización de un controlador de fuerza de bajada 100. Con referencia a la figura 1A, el controlador de fuerza de bajada 100 incluye un colector 110 y un cilindro 130. El colector 110 incluye preferiblemente un cuerpo de colector 102, un conducto de control de elevación 120, y una cavidad dimensionada para recibir una válvula de control de presión de bajada 140. Se debe apreciar que, como se ilustra en las figuras 1A-1C, la válvula de control de presión de bajada 140 está acoplada al colector 110 y por tanto está acoplada al cilindro 130; asimismo, la válvula está soportada por el colector 110 y por tanto está soportada por el cilindro 130. El cuerpo de colector 102 incluye preferiblemente un paso de suministro 112, un paso de retorno 114 y un paso de control de elevación 116. Cada paso 112, 114, 116 incluye preferiblemente un accesorio izquierdo, un accesorio derecho, y una abertura que conecta los accesorios izquierdo y derecho. Con referencia a la vista en sección transversal de la figura 1C, el cuerpo de colector 110 incluye preferiblemente un paso de diagnóstico de presión de control 118 y un paso de conexión de cámara de bajada 111. El cilindro 130 incluye un cuerpo 132, un vástago 170 y un casquillo 138. El cilindro 130 está montado en el colector 110. En la realización ilustrada en las figuras 1A-1C, el cuerpo 132 está montado en el cuerpo de colector 102. Con referencia a la vista en sección transversal de la figura 1C, el casquillo 138 está montado en un extremo inferior del cuerpo 132 y el vástago 170 está montado de forma deslizante dentro del casquillo 138. El vástago 170 incluye un pistón 174 que separa un volumen interior del cuerpo 132 en una cámara de bajada 136 y una cámara de elevación 134.
La válvula de control de presión de bajada 140 es preferiblemente una válvula electrohidráulica de reducción y alivio de presión. La válvula de control de presión de bajada 140 incluye preferiblemente un solenoide 142 que tiene un orificio eléctrico 144. La válvula de control de presión de bajada 140 incluye preferiblemente una válvula de control de flujo 150 que tiene un orificio de suministro 152, un orificio de retorno 154 y un orificio de control 158 (figura 1C). La válvula de control de presión 140 es preferiblemente una válvula de alivio de presión proporcional PDR08-P que se puede obtener de Hydac International GmbH en Sulzbach, Alemania (“Hydac”). La válvula de control de presión de bajada 140 está montada en el cuerpo de colector 102. La válvula de control de presión de bajada 140 está preferiblemente orientada de forma sustancialmente paralela al cilindro 130.
Con referencia a la figura 1C, el orificio de suministro 152 de la válvula de control de presión 140 está en comunicación de fluido con el paso de suministro 112. El orificio de retorno 154 está en comunicación de fluido con el paso de retorno 114. El orificio de control 158 está en comunicación de fluido con el paso de diagnóstico de presión de control 118. El paso de diagnóstico de presión de control 118 está en comunicación de fluido con el paso de conexión de cámara de bajada 111. El paso de conexión de cámara de bajada 111 está en comunicación de fluido con la cámara de bajada 136. El paso de diagnóstico de presión de control 118 y el paso de conexión de cámara de bajada 111 comprenden colectivamente un paso que pone el orificio de control 158 en comunicación de fluido con la cámara de bajada 136. El conducto 120 pone el paso de control de elevación 116 en comunicación de fluido con la cámara de elevación 134. El paso de diagnóstico de presión de control 118 está preferiblemente tapado con una tapa 119 que puede retirarse para colocar un manómetro, transductor u otro dispositivo de medición de la presión en comunicación de fluido con el orificio de control 158.
En el funcionamiento, la válvula de control de flujo 150 establece una presión de control en el orificio de control 158 permitiendo selectivamente el flujo entre el orificio de control 158, el orificio de suministro 152 y el orificio de retorno 154, como es conocido en la técnica. El solenoide 142 cambia un estado de funcionamiento de la válvula de control de presión de bajada 140 (por ejemplo, imponiendo una fuerza en un componente de la válvula de control de flujo 150) para modificar la presión de control, como es conocido en la técnica. La presión de control fijada por el solenoide 142 corresponde preferiblemente a una señal recibida en el orificio eléctrico 144. Por lo tanto, la válvula de control de presión de bajada 140 está configurada para mantener cualquiera de un rango continuo de presiones en el orificio de control 158, y está configurada además para mantener selectivamente uno de dichos rangos continuos de presiones en base a la señal recibida por el solenoide 142.
Instalación y operación del implemento
Volviendo a las figuras 2A y 2B, se ilustra una realización del controlador de fuerza de bajada 100 instalado en una sembradora 10 arrastrada por un tractor 5. La sembradora 10 incluye una barra de herramientas que se extiende transversalmente 14 en la que se montan múltiples unidades de hilera 200 en relación transversalmente espaciada. A efectos de fijación, el cuerpo de colector 102 del controlador de fuerza de bajada 100 incluye un ojo de pasador 182 (figuras 1A-1C) y el vástago 170 incluye una horquilla 172. Con referencia a la figura 2A, un soporte de fijación de controlador 214 está montado en el soporte frontal 212. El controlador de fuerza de bajada 100 está conectado de forma pivotante al soporte de fijación de controlador 214 mediante un pasador superior 215-1 que se extiende a través del ojo de pasador 182. El controlador de fuerza de bajada 100 está conectado pivotantemente en un extremo inferior a una articulación paralela 216 por un pasador inferior 215-2 que se extiende a través de la horquilla 172. Un colector 700 está montado preferiblemente en la barra de herramientas 14.
Siguiendo haciendo referencia a la figura 2A, la articulación paralela 216 soporta la unidad de hilera 200 desde la barra de herramientas 14, permitiendo que cada unidad de hilera se mueva verticalmente independientemente de la barra de herramientas y de las otras unidades de hilera espaciadas para acomodar cambios en el terreno o al encontrar la unidad de hilera una roca u otro obstáculo mientras la sembradora es arrastrada a través del campo. Un sensor de calidad de marcha 364, preferiblemente un acelerómetro, está montado en la unidad de hilera 200 y dispuesto para medir la velocidad vertical y la aceleración de la unidad de hilera 200. Cada unidad de hilera 200 incluye además un soporte de montaje 220 en el que está montada una viga de soporte de tolva 222 y un bastidor secundario224. La viga de soporte de tolva 222 soporta una tolva de semillas 226 y una tolva de fertilizante 228, además de soportar operativamente un medidor de semillas 230 y un tubo de semillas 232. El bastidor secundario 224 soporta operativamente un conjunto de apertura de surco 234 y un conjunto de cierre de surco 236.
En la operación de la unidad de hilera 200, el conjunto de apertura de surco 234 abre un surco 38 en la superficie del suelo 40 cuando la sembradora 10 es arrastrada por el campo. La tolva de semillas 226, que contiene las semillas a sembrar, comunica un suministro constante de semillas 42 al medidor de semillas 230. El medidor de semillas 230 de cada unidad de hilera 200 se engancha preferiblemente a un dispositivo de accionamiento 372 a través de un embrague 370, de manera que las semillas individuales 42 se dosifican y descargan en el tubo de semillas 232 a intervalos regularmente espaciados en función de la población de semillas deseada y de la velocidad a la que la sembradora es arrastrada por el campo. El dispositivo de accionamiento 372 y el embrague 370 pueden ser de los tipos descritos en la Solicitud de Patente de Estados Unidos número 12/228.075. Un sensor de semillas 360, preferiblemente un sensor óptico, es soportado por el tubo de semillas 232 y está dispuesto para detectar la presencia de semillas 42 a medida que pasan. La semilla 42 cae desde el extremo del tubo de semillas 232 en el surco 38 y las semillas 42 son cubiertas con tierra por el conjunto de rueda de cierre 236.
El conjunto de apertura de surco 234 incluye preferiblemente un par de cuchillas de disco de apertura de surco 244 y un par de ruedas calibradoras 248 selectivamente ajustables verticalmente en relación con las cuchillas de disco 244 por un mecanismo de ajuste de profundidad 268. El mecanismo de ajuste de profundidad 268 pivota preferiblemente alrededor de un sensor de fuerza de bajada 362, que comprende preferiblemente un pasador instrumentado con galgas extensométricas para medir la fuerza ejercida sobre las ruedas calibradoras 248 por el suelo 40. El sensor de fuerza de bajada 362 es preferiblemente del tipo descrito en la solicitud de patente de Estados Unidos, en tramitación, del Solicitante, número 12/522.253. En otras realizaciones, el sensor de fuerza de bajada es de los tipos descritos en la Patente de Estados Unidos No. 6.389.999. Las palas de disco 244 son soportadas de forma rotativa por un vástago 254 que depende del bastidor secundario224. Los brazos de rueda calibradora 260 soportan pivotantemente las ruedas calibradoras 248 desde el bastidor secundario224. Las ruedas calibradoras 248 están montadas rotatoriamente en los brazos de rueda calibradora 260 que se extienden hacia adelante.
Con referencia a la figura 2B, un receptor GPS 366 está montado preferiblemente en una porción superior del tractor 5. Un monitor 310 está montado preferiblemente en una cabina 7 del tractor 5. Uno o más sensores de velocidad 368, tales como un sensor de velocidad de rueda de efecto Hall o un sensor de velocidad de radar, están montados preferiblemente en el tractor 5.
Sistema de control eléctrico
Volviendo a la figura 3, se ilustra esquemáticamente un sistema de control eléctrico 300 para controlar y medir la fuerza de bajada y otras funciones del implemento. En el sistema de control eléctrico, el monitor 310 está preferiblemente en comunicación eléctrica con las válvulas de control de presión de bajada 140 y una válvula de control de presión de elevación 740 (descrita en este documento con respecto a la figura 7), así como los dispositivos de accionamiento 370 y los embragues 372. El monitor 310 está preferiblemente en comunicación eléctrica con los sensores de fuerza de bajada 362, así como con los sensores de semillas 360, los sensores de fuerza de bajada 362, los sensores de velocidad 368, y el receptor GPS 366. Deberá observarse que el monitor 310 comprende un controlador electrónico.
El monitor 310 incluye preferiblemente una unidad de procesamiento central (“CPU”) 316, una memoria 314, y una interfaz gráfica de usuario (“GUI”) 312 que permite al usuario ver e introducir datos en el monitor. El monitor 310 es preferiblemente del tipo descrito en la solicitud de patente de Estados Unidos, en tramitación, del Solicitante, número 13/292.384, de tal manera que el monitor es capaz de mostrar la fuerza de bajada y la información de siembra al usuario.
Sistema de control de fluidos de fuerza de bajada
Volviendo a la figura 4, se ilustra una realización de un sistema de control de fluidos 400 instalado en cuatro controladores de fuerza de bajada 100 (cada uno instalado en una unidad de hilera respectiva 200), la barra de herramientas 14 y el tractor 5. El sistema de control de fluidos incluye un suministro 430, preferiblemente un orificio de suministro más allá de la potencia ubicado en el tractor 5, y un depósito 440, preferiblemente un orificio de depósito más allá de la potencia ubicado en el tractor 5. El suministro 430 y el depósito 440 están en comunicación de fluido con el colector 700.
Volviendo a la figura 7, se ilustra esquemáticamente una realización del colector 700. El colector 700 incluye un filtro 710 (preferiblemente el modelo número CP-SAE-120 que se puede obtener de Hydac), una válvula de retención 720 (preferiblemente el modelo número RV16A-01 que se puede obtener de Hydac), una válvula de selección de flotador 735 (preferiblemente el modelo número PD10-41-0-N-170 que se puede obtener de Hydraforce en Lincolnshire, Illinois), y la válvula de control de presión de elevación 740 (preferiblemente una válvula equivalente a la válvula de control de presión de bajada 140). El suministro 430 está en comunicación de fluido con el filtro 710, un orificio de presión de la válvula de control de la presión de elevación 740, y una manguera de suministro 422 conectada a un orificio de suministro del colector 700. El depósito 440 está en comunicación de fluido con la válvula de retención 720, un orificio de depósito de la válvula de control de la presión de elevación 740, y una manguera de retorno 424 conectada a un orificio de retorno del colector 700. Un orificio de control de la válvula de control de la presión de elevación 740 está preferiblemente en comunicación de fluido con un primer orificio de la válvula de selección de flotador 735. Un segundo orificio de la válvula de selección de flotador está preferiblemente en comunicación de fluido con la manguera de retorno 424. Un tercer orificio de la válvula de selección de flotador está preferiblemente en comunicación de fluido con una manguera de control de elevación 426 conectada a un orificio de control de elevación del colector 700.
En el funcionamiento, la válvula de control de presión de elevación 740 recibe una señal de orden y mantiene una presión deseada en el orificio de control de la válvula de control de presión de elevación correspondiente a la señal de orden. Cuando la presión en la manguera de control de elevación 426 excede la presión en la manguera de retorno 424 por un umbral (por ejemplo, 170 psi), como por ejemplo cuando una o más de las unidades de hilera 200 caen en relación con la barra de herramientas causando un flujo de fluido sustancial desde la manguera de control de elevación a través de la válvula de selección de flotador 734, la válvula de selección de flotador está preferiblemente configurada para cambiar a la posición mostrada en la figura 7 de tal manera que se permite que el fluido evite la válvula de control de presión de elevación 740 y regrese a la manguera de retorno 424.
Volviendo a la figura 4, la manguera de suministro 422 está en comunicación de fluido con el paso de suministro 112 del primer controlador de fuerza de bajada 100-1. El paso de suministro 112 de cada controlador de fuerza de bajada 100 está en comunicación de fluido con el paso de suministro 112 de un controlador de fuerza de bajada adyacente 100 a través de una manguera de suministro entre hileras 412. El orificio distal del paso de suministro 112 del controlador de fuerza de bajada distal (por ejemplo, el orificio derecho del paso de suministro del controlador de fuerza de bajada 100-4 como se ilustra en la figura 4) está preferiblemente tapado con una tapa 450. Debe apreciarse en vista de la figura 4 y la descripción anterior que un primer extremo de la manguera de suministro entre hileras 412 está acoplado y soportado por el paso de suministro 112 de un primer controlador de fuerza de bajada (por ejemplo, el controlador de fuerza de bajada 100-1) y un segundo extremo de la manguera de suministro entre hileras 412 está acoplado y soportado por el paso de suministro 112 de un segundo controlador de fuerza de bajada, preferiblemente adyacente (por ejemplo, el controlador de fuerza de bajada 100-2).
La manguera de retorno 424 está en comunicación de fluido con el paso de retorno 114 del primer controlador de fuerza de bajada 100-1. El paso de retorno 114 de cada controlador de fuerza de bajada 100 está en comunicación de fluido con el paso de retorno 114 de un controlador de fuerza de bajada adyacente 100 a través de una manguera de retorno entre hileras 414. El orificio distal del paso de retorno 114 del controlador de fuerza de bajada distal (por ejemplo, el orificio derecho del paso de retorno del controlador de fuerza de bajada 100-4 como se ilustra en la figura 4) está preferiblemente tapado con una tapa 450. Debe apreciarse en vista de la figura 4 y la descripción anterior que un primer extremo de la manguera de retorno entre hileras 414 está acoplado y soportado por el paso de retorno 114 de un primer controlador de fuerza de bajada (por ejemplo, el controlador de fuerza de bajada 100-1) y un segundo extremo de la manguera de retorno entre hileras 414 está acoplado y soportado por el paso de retorno 114 de un segundo controlador de fuerza de bajada, preferiblemente adyacente (por ejemplo, el controlador de fuerza de bajada 100-2).
La manguera de control de elevación 426 está en comunicación de fluido con el paso de control de elevación 116 del primer controlador de fuerza de bajada 100-1. El paso de control de elevación 116 de cada controlador de fuerza de bajada 100 está en comunicación de fluido con el paso de control de elevación 116 de un controlador de fuerza de bajada adyacente 100 a través de una manguera de elevación entre hileras 416. El orificio distal del paso de control de elevación 116 del controlador de fuerza de bajada distal (por ejemplo, el orificio derecho del paso de control de elevación del controlador de fuerza de bajada 100-4 como se ilustra en la figura 4) está preferiblemente tapado con una tapa 450. Debe apreciarse en vista de la figura 4 y la descripción anterior que un primer extremo de la manguera de elevación entre hileras 416 está acoplado y soportado por el paso de control de elevación 116 de un primer controlador de fuerza de bajada (por ejemplo, el controlador de fuerza de bajada 100-1) y un segundo extremo de la manguera de elevación entre hileras 416 está acoplado y soportado por el paso de control de elevación 116 de un segundo controlador de fuerza de bajada, preferiblemente adyacente (por ejemplo, el controlador de fuerza de bajada 100-2).
Debe apreciarse a la luz de la figura 4 y la correspondiente descripción anterior que cada uno de los controladores de fuerza de bajada 100 (y por lo tanto las cámaras de bajada asociadas 136 de cada uno de los cilindros 130) están en comunicación de fluido “en serie”, por ejemplo, el fluido procedente de la manguera de suministro 422 pasa a través del paso de suministro 112 del controlador de fuerza de bajada 100-1 antes de alcanzar el paso de suministro 112 del controlador de fuerza de bajada 100-2. Igualmente, cada una de las cámaras de presión de elevación 160 está en comunicación de fluidos “en serie”, por ejemplo, el fluido procedente de la manguera de control de elevación 426 pasa a través del paso de control de elevación 116 del controlador de fuerza de bajada 100-1 antes de alcanzar el paso de control de elevación 116 del controlador de fuerza de bajada 100-2.
Debe apreciarse que un único sistema de control de fluido 400 puede controlar todas las unidades de hilera 200 arrastradas por la barra de herramientas 14, o un subconjunto de ellas. Además, debe apreciarse que múltiples sistemas de control de fluido 400 pueden controlar subconjuntos separados o “secciones” de unidades de hilera 200 de tal manera que la presión de elevación en cada sección puede ser controlada independientemente. Por ejemplo, se pueden utilizar tres sistemas de control de fluidos 400 para controlar independientemente una sección derecha que comprende una primera pluralidad de unidades de hilera 200 montadas en una porción derecha de la barra de herramientas 14, una sección central que comprende una segunda pluralidad de unidades de hilera montadas en una porción central de la barra de herramientas 14, y una sección izquierda que comprende una tercera pluralidad de unidades de hilera montadas en una porción izquierda de la barra de herramientas 14.
Funcionamiento
En la operación del sistema de control de fluidos 400 y el sistema de control electrónico 300, el monitor 310 recibe preferiblemente una señal de fuerza de bajada de cada sensor de fuerza de bajada 362. El monitor 310 utiliza preferiblemente la señal de fuerza de bajada para mostrar la fuerza de bajada medida en cada unidad de hilera 200. El monitor 310 utiliza preferiblemente la señal de fuerza de bajada para seleccionar una fuerza de bajada neta deseada a aplicar a cada unidad de hilera 200 por cada controlador de fuerza de bajada 100. Por ejemplo, si la señal de fuerza de bajada para una unidad de hilera 200 dada es superior a un umbral, el monitor 310 reduce preferiblemente la fuerza de bajada neta deseada a aplicar por el controlador 100 correspondiente. En otras realizaciones, el monitor 310 permite al usuario seleccionar simplemente una fuerza de bajada neta deseada para cada controlador de fuerza de bajada 100. Una vez seleccionada la fuerza de bajada neta deseada para cada controlador de fuerza de bajada, el monitor 310 envía preferiblemente señales de control a cada válvula de control de presión de bajada 140 y a la válvula de control de presión de elevación 740 de manera que la fuerza de bajada neta aplicada por cada controlador de fuerza de bajada 100 se aproxime más a la fuerza de bajada neta deseada correspondiente. En algunas realizaciones, el monitor 310 selecciona las presiones de control deseadas de acuerdo con los métodos descritos en la solicitud de patente de Estados Unidos, en tramitación, del Solicitante, número 61/515.700.
Controlador de fuerza de bajada - Realizaciones que no forman parte de la invención reivindicada
Pasando a la figura 5, se ilustra en sección transversal una realización de un controlador de fuerza de bajada modificado 500. El controlador de fuerza de bajada 500 incluye un colector modificado 510 y un conducto modificado 520, permitiendo la incorporación de una válvula de control de elevación individual 140-1 para controlar la presión en la cámara de elevación 134. La válvula de control de presión de elevación individual 140-1 es preferiblemente sustancialmente similar a la válvula de control de presión 140. Debe apreciarse que el lado derecho del colector 510 es similar al colector 110, excepto que el paso de control de elevación 116 se omite preferiblemente.
El colector 510 incluye preferiblemente un cuerpo de colector 502, un conducto de control de elevación 520, y una cavidad dimensionada para recibir la válvula de control de presión de elevación individual 140-1. El cuerpo de colector 502 incluye preferiblemente un paso de suministro 512 y un paso de retorno 514. Cada paso 512, 514 incluye preferiblemente un accesorio izquierdo, un accesorio derecho, y una abertura que conecta los accesorios izquierdo y derecho. El cuerpo de colector 510 incluye preferiblemente un paso de diagnóstico de presión de control 518 y un paso de conexión de cámara de elevación 511.
El orificio de suministro de la válvula de control de presión de elevación individual 140-1 está en comunicación de fluido con el paso de suministro 512. El orificio de retorno de la válvula de control de presión de elevación individual 140-1 está en comunicación de fluido con el paso de retorno 514. El orificio de control de la válvula de control de presión de elevación individual 140-1 está en comunicación de fluido con el paso de diagnóstico de presión de control 518. El paso de diagnóstico de presión de control 518 está en comunicación de fluido con el paso de conexión de cámara de elevación 511. El paso de conexión de cámara de elevación 511 está en comunicación de fluido con la cámara de elevación 134. El paso de diagnóstico de presión de control 518 y el paso de conexión de cámara de elevación 511 comprenden colectivamente un paso que pone el orificio de control de la válvula de control de presión de elevación individual 140-1 en comunicación de fluido con la cámara de elevación 134. El conducto 520 coloca el paso de control de elevación en comunicación de fluido con la cámara de elevación 134. El paso de diagnóstico de presión de control 518 está preferiblemente tapado con una tapa (no mostrada) que puede ser retirada para colocar un manómetro u otro dispositivo de medición de presión en comunicación de fluido con el orificio de control de la válvula de control de presión de elevación individual 140-1.
Volviendo a la figura 6, se ilustra un sistema de control de fluido 600 modificado instalado en cuatro controladores de fuerza de bajada 500 (cada uno instalado en una unidad de hilera respectiva 200), la barra de herramientas 14 y el tractor 5. El sistema de control de fluidos 600 incluye preferiblemente el mismo suministro 430 y depósito 440 que el sistema de control de fluidos 500.
El paso de suministro 112 y el paso de retorno 114 del primer controlador de fuerza de bajada 500-1 están en comunicación de fluido con el suministro 430 y el depósito 440, respectivamente. Como en el sistema de control de fluidos 500, el paso de suministro 112 y el paso de retorno 114 de cada controlador de fuerza de bajada 500 están en comunicación de fluido con el paso de suministro 112 y el paso de retorno 114, respectivamente, de un controlador de fuerza de bajada 500 adyacente a través de la manguera de suministro 412 y la manguera de retorno 414, respectivamente.
De manera similar, el paso de suministro 512 y el paso de retorno 514 del controlador de fuerza de bajada 500-4 más a la derecha están en comunicación de fluido con el suministro 430 y el depósito 440, respectivamente. El paso de suministro 512 y el paso de retorno 514 de cada controlador de fuerza de bajada 500 están en comunicación de fluido con el paso de suministro 512 y el paso de retorno 514, respectivamente, de un controlador de fuerza de bajada 500 adyacente a través de una manguera de suministro entre hileras 612 y una manguera de retorno entre hileras 614, respectivamente.
La válvula de control de elevación individual 140-1 está preferiblemente en comunicación eléctrica con el monitor 130. En la operación del sistema de control de fluido modificado 600, el monitor 130 está configurado preferiblemente para seleccionar las presiones tanto de la válvula de control de presión de elevación 140-1 como de la válvula de control de presión de bajada 140-1. El monitor 130 está configurado preferiblemente para alterar la presión de elevación ordenada y la presión de bajada para cada controlador de fuerza de bajada 500 en base a la señal de fuerza de bajada recibida del sensor de fuerza de bajada 362 de la unidad de hilera 200 correspondiente. En otras realizaciones del controlador de fuerza de bajada 500, el paso de conexión de cámara de elevación 511 está en comunicación de fluido con el orificio de control de la válvula de control de presión de elevación 140-1 a través de una válvula de bloqueo operada por piloto cuyo orificio de presión piloto está en comunicación de fluido con el orificio de control de la válvula de control de presión de bajada 140 de tal manera que la presión de elevación sólo se aplica cuando la presión de bajada excede un umbral. Del mismo modo, en otras realizaciones del controlador de fuerza de bajada 100, el paso de control de elevación 116 está en comunicación de fluido con el conducto 120 a través de una válvula de bloqueo operada por piloto cuyo orificio de presión piloto está en comunicación de fluido con el orificio de control de la válvula de control de presión de bajada 140 de tal manera que la presión de elevación sólo se aplica cuando la presión de bajada supera un umbral. En tales realizaciones, la válvula de bloqueo operada por piloto está preferiblemente alojada dentro del cuerpo del colector.
En otras realizaciones del controlador de fuerza de bajada 100 y del controlador de fuerza de bajada 500, la válvula de control de presión de bajada 140 y/o la válvula de control de presión de elevación 740 y/o la válvula de control de presión de elevación individual 140-1 se sustituyen por válvulas de alivio-reducción de presión operadas manualmente, de manera que el usuario puede seleccionar manualmente la presión de elevación y/o de bajada aplicada a cada unidad de hilera 200.
En otras realizaciones del controlador de fuerza de bajada 100, se incorpora un resorte en la cámara de elevación 134 de tal manera que el resorte se comprime cuando el vástago 170 se extiende. La parte inferior del muelle es preferiblemente ajustable desde el exterior del cilindro (por ejemplo, mediante un mecanismo de deslizamiento bloqueable que soporta un anillo anular sobre el que descansa el muelle) de manera que el usuario puede ajustar la fuerza de compresión y reacción del muelle a medida que se extiende el vástago. En tales realizaciones, el conducto 120 y el paso de control de elevación 116 se omiten preferiblemente.
Métodos de diagnóstico
En el caso de una fuga de fluido en uno de los cilindros 130, el monitor 310 está configurado preferiblemente para llevar a cabo uno o más procesos de diagnóstico para identificar el cilindro con fugas.
En un primer proceso de diagnóstico, el monitor 310 ordena preferiblemente una presión cero o pequeña en cada una de las válvulas de control de presión de bajada 140 y ordena una presión de elevación a la válvula de control de presión de elevación 740 teóricamente suficiente (es decir, sin fugas del sistema) para elevar todas las unidades de hilera 200. El monitor 310 alerta preferiblemente al operador para confirmar que todas las unidades de hilera 200 se han levantado. El monitor 310 aumenta entonces preferiblemente la presión ordenada a cada válvula de control de presión de bajada 140 una a la vez hasta una presión teóricamente suficiente para contrarrestar la presión de elevación y bajar las unidades de hilera 200. El monitor 310 alerta preferiblemente al operador para verificar que cada unidad de hilera 200 ha sido bajada.
En un segundo proceso de diagnóstico, el monitor 310 ordena preferiblemente una presión a la válvula de control de presión de elevación 740 suficiente para elevar las unidades de hilera 200 y simultáneamente ordena una presión a todas las válvulas de control de presión de bajada 140 teóricamente suficiente para mantener todas las unidades de hilera 200 en una posición bajada. El monitor 310 alerta preferiblemente al operador para confirmar que ninguna de las unidades de hilera 200 se ha elevado. El monitor 310 reduce entonces preferiblemente la presión ordenada a cada válvula de control de presión de bajada 140 una a la vez para que cada unidad de hilera 200 se eleve. El monitor 310 alerta preferiblemente al operador para verificar que cada unidad de hilera 200 se ha levantado.
En realizaciones alternativas del primer y segundo proceso de diagnóstico, en lugar de (o además de) alertar al operador para verificar que las unidades de hilera 200 se han levantado o bajado, el monitor 310 determina si cada unidad de hilera 200 se ha levantado o bajado comparando la señal recibida de cada sensor de fuerza de bajada 362 con un valor umbral; el valor umbral corresponde preferiblemente a una pequeña cantidad de fuerza sobre el suelo (por ejemplo, 10 libras) en la unidad de hilera.
La descripción anterior se presenta para permitir a un experto en la materia hacer y utilizar la invención y se proporciona en el contexto de una solicitud de patente y sus requisitos. Varias modificaciones de la realización preferida del aparato, y los principios y características generales del sistema y los métodos descritos en el presente documento serán fácilmente evidentes para los expertos en la materia. Por lo tanto, la presente invención no debe limitarse a las realizaciones del aparato, sistema y métodos descritos anteriormente e ilustrados en las figuras del dibujo, sino que debe concedérsele el más amplio alcance coherente con las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de control de fuerza de bajada (400) para un implemento agrícola, que comprende
un primer controlador de fuerza de bajada (100-1) que incluye un primer actuador (130) que tiene una primera cámara (136) y una segunda cámara (134), un primer colector (110) acoplado a dicho primer actuador, y una primera válvula de control de la presión (140) acoplada y soportada por dicho primer colector, estando dicha primera válvula de control de presión en comunicación de fluido con dicho primer colector y dicha primera cámara (136); un segundo controlador de fuerza de bajada (100-2) que incluye un segundo actuador (130) que tiene una tercera cámara (136) y una cuarta cámara (134), un segundo colector (110) acoplado a dicho segundo actuador, y una segunda válvula de control de presión (140) acoplada a dicho segundo colector y soportada por éste, estando dicha segunda válvula de control de presión en comunicación de fluido con dicho segundo colector y dicha tercera cámara (136); y
un controlador electrónico (310), estando dicho controlador electrónico en comunicación eléctrica con dicha primera válvula de control de presión (140) y dicha segunda válvula de control de presión (140),
estando configurado dicho controlador electrónico para generar una primera señal correspondiente a una presión deseada en dicha primera válvula de control de presión y una segunda señal correspondiente a una presión deseada en dicha segunda válvula de control de presión; caracterizado porque
dicho primer colector está soportado por dicho primer actuador (130) y dicho segundo colector está soportado por dicho segundo actuador (130);
dicho sistema de control de fuerza de bajada (400) comprende además:
una manguera de suministro entre hileras (412; 414) que se extiende entre dicho primer controlador de fuerza de bajada y dicho segundo controlador de fuerza de bajada, donde dicha manguera de suministro entre hileras es soportada en un primer extremo por dicho primer controlador de fuerza de bajada (100-1), y donde dicha manguera de suministro entre hileras es soportada en un segundo extremo por dicho segundo controlador de fuerza de bajada (100-2); y
una tercera válvula de control de presión (740) en comunicación de fluido con dicha segunda cámara (134) y dicha cuarta cámara (134);
estando dicho controlador electrónico en comunicación eléctrica con dicha tercera válvula de control de presión (740) y estando configurado para generar una tercera señal correspondiente a una presión deseada en dicha tercera válvula de control de presión (740).
2. El sistema de control de fuerza de bajada de la reivindicación 1, en el que dicha tercera válvula de control de presión (740) está montada aparte de dicho primer controlador de fuerza de bajada (100-1) y aparte de dicho segundo controlador de fuerza de bajada (100-2).
3. El sistema de control de fuerza de bajada de la reivindicación 1, en el que dicha manguera de suministro entre hileras (412; 414) está en comunicación de fluido con dicha primera válvula de control de presión (140) y dicha segunda válvula de control de presión (140).
4. El sistema de control de fuerza de bajada de la reivindicación 3, que incluye además una segunda manguera (416) que se extiende entre dicho primer controlador de fuerza de bajada (100-1) y dicho segundo controlador de fuerza de bajada (100-2), donde dicha segunda manguera (416) es soportada en un primer extremo por dicho primer controlador de fuerza de bajada, y donde dicha segunda manguera es soportada en un segundo extremo por dicho segundo controlador de fuerza de bajada, y donde dicha segunda manguera (416) está en comunicación de fluido con dicha segunda cámara y dicha cuarta cámara.
5. El sistema de control de fuerza de bajada de la reivindicación 1, en el que dichos actuadores primero y segundo (130) comprenden cada uno un cilindro hidráulico de doble acción configurado para ser acoplado a una unidad de hilera agrícola respectiva (200) y a una barra de herramientas agrícolas (14) del implemento agrícola (10) para transmitir una fuerza de bajada neta entre dicha barra de herramientas agrícolas y dicha unidad de hilera agrícola respectiva, teniendo una primera presión en dicha primera cámara (136) y una segunda presión en dicha segunda cámara (134) efectos contrapuestos sobre dicha fuerza de bajada neta aplicada por dicho primer controlador de fuerza de bajada (100-1) y teniendo una tercera presión en dicha tercera cámara (136) y una cuarta presión en dicha cuarta cámara (134) efectos contrapuestos sobre dicha fuerza de bajada neta aplicada por dicho segundo controlador de fuerza de bajada (100-2), estando configurada dicha válvula de control de la primera presión (140) para mantener cualquiera de un rango continuo de presiones en dicha primera cámara y estando configurada dicha segunda válvula de control (140) para mantener cualquiera de un rango continuo de presiones en dicha tercera cámara.
6. El sistema de control de fuerza de bajada de la reivindicación 5, en el que dicho primer colector incluye un primer paso de control de presión de contrarresto (116) en comunicación de fluido con dicha segunda cámara y con dicha tercera válvula de control de presión (740), estando montada dicha válvula de control de presión de contrarresto (740) fuera de dicha unidad de hilera respectiva (200).
7. El sistema de control de fuerza de bajada de la reivindicación 6, en el que dicho segundo colector incluye un segundo paso de control de la presión de contrarresto (116) en comunicación de fluido con la cuarta cámara y con dicha tercera válvula de control de presión (740), estando montada dicha válvula de control de la presión de contrarresto (740) fuera de dicha unidad de hilera respectiva (200), e incluyendo además una manguera de presión de contrarresto entre hileras (416) que se extiende entre los colectores primero y segundo y que interconecta fluidamente el primer y el segundo paso de control de contrarresto, estando soportada dicha manguera de presión de contrarresto entre hileras (416) por dicho primer controlador de fuerza de bajada y dicho segundo controlador de fuerza de bajada.
8. El sistema de control de fuerza de bajada de la reivindicación 5, en el que dicha primera válvula de control de presión es sustancialmente paralela a dicho cilindro.
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